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用于在等离子体处理腔室中减少特征充电的方法及设备技术

技术编号:40217549 阅读:7 留言:0更新日期:2024-02-02 22:24
本文提供的实施例包括用于在处理腔室中等离子体处理基板的的设备及方法。在一些实施例中,设备及方法的方面涉及减少在基板表面上形成的特征中的缺陷率、改进等离子体蚀刻速率、以及增加蚀刻材料对掩模和/或蚀刻材料对停止层的选择性。在一些实施例中,设备及方法实现可以用于防止或减少在基板上形成的特征内设置的俘获电荷对蚀刻速率及缺陷形成的影响的处理。在一些实施例中,等离子体处理方法包括同步传递脉冲电压(PV)波形,并且交替地传递PV波形及射频(RF)波形,以便允许独立控制在PV波形循环的一个或多个阶段期间提供的电子产生,以中和在基板上形成的特征中形成的俘获电荷。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】

本案的实施例通常涉及一种在半导体器件制造中使用的系统。更具体地,本公开的实施例涉及用于处理基板的等离子体处理系统。相关技术说明可靠地产生高深宽比特征是对于下一代半导体器件的关键技术挑战之一。一种形成高深宽比特征的方法使用等离子体辅助的蚀刻处理来穿过在图案化掩模层(所述图案化掩模层在基板表面上形成)中形成的开口轰击在基板表面上形成的材料。随着半导体器件技术节点朝向2纳米(nm)及以下发展,制造更小的高深宽比特征在各种等离子体制造处理期间需要原子级精确度。对于其中等离子体产生的离子在蚀刻处理的成功中起主要作用的蚀刻处理,离子能量及方向性控制是期望地形成蚀刻的高深宽比特征的关键要素。据信,在高深宽比特征中的特征变形类型的缺陷(诸如扭曲、渐缩及微沟槽)均与在所形成特征内俘获的电荷有关。图1是包括在所形成特征的壁中的俘获电荷的基板表面的一部分中形成的特征的示意图。据信,由于在常见离子辅助蚀刻应用中的离子相对电子的不同角分布,正电荷趋于在特征壁中累积较深。如图1中示出,在特征中累积正电荷产生局部电场,所述局部电场在等离子体处理期间使进入的离子减速,并且因此将随着高深宽比特征形成而降低蚀刻速率,且将趋于增加在所形成的高深宽比特征中的特征变形的可能性。由此,需要解决上文描述的问题的系统、装置及方法。


技术介绍


技术实现思路

1、本文提供的实施例通常包括设备,例如,等离子体处理系统,及用于处理腔室中的基板的等离子体处理的方法。在一些实施例中,设备及方法的方面涉及减少基板表面上的缺陷率并且改进蚀刻速率。

<p>2、本公开的实施例可提供一种等离子体处理系统,所述等离子体处理系统包含基板支撑组件、第一波形发生器、第一电极、第二波形发生器、及控制器。基板支撑组件包含基板支撑表面、偏压电极、及在偏压电极与基板支撑表面之间设置的第一介电层。第一波形发生器耦接到偏压电极,其中第一波形发生器被配置为产生在偏压电极处建立的第一多个脉冲电压波形,并且第一多个脉冲电压波形的脉冲电压波形中的每一者包含第一阶段和第二阶段,所述第二阶段具有与第一阶段中的电压电平相比更低的电压电平。第一电极在基板支撑表面上方设置。第二波形发生器耦接到第一电极,其中第二波形发生器被配置为产生在第一电极处建立的第二多个脉冲电压波形,并且第二多个脉冲电压波形的脉冲电压波形中的每一者包含第一阶段和第二阶段,所述第二阶段具有与第一阶段中的电压电平相比更高的电压电平。控制器包含存储器,所述存储器包含计算机实施指令,当由处理器执行时,所述指令被配置为使第一多个脉冲电压波形及第二多个脉冲电压波形的产生同步,使得在第一多个脉冲电压波形中的脉冲波形的第一阶段及在第二多个脉冲电压波形中的脉冲波形的第一阶段在时间上至少部分重叠,并且在第一多个脉冲电压波形中的脉冲波形的第二阶段及在第二多个脉冲电压波形中的脉冲波形的第二阶段在时间上至少部分重叠。

3、本公开的实施例可进一步提供一种等离子体处理系统,所述等离子体处理系统包含基板支撑组件、第一波形发生器、第一电极、第二波形发生器、及控制器。基板支撑组件包含基板支撑表面、偏压电极、及在偏压电极与基板支撑表面之间设置的第一介电层。第一波形发生器耦接到偏压电极,其中第一波形发生器被配置为产生在偏压电极处建立的第一多个脉冲电压波形,并且第一多个脉冲电压波形的脉冲电压波形中的每一者包含第一阶段及第二阶段。第一电极在基板支撑表面上方设置。第二波形发生器耦接到第一电极,其中第二波形发生器被配置为产生在第一电极处建立的第二多个脉冲电压波形,并且第二多个脉冲电压波形的脉冲电压波形中的每一者包含第一阶段及第二阶段。控制器包含存储器,所述存储器包含计算机实施指令,当由处理器执行时,所述指令被配置为使第一多个脉冲电压波形及第二多个脉冲电压波形的产生同步,使得在第一多个脉冲电压波形中的脉冲波形中的每一者及在第二多个脉冲电压波形中的脉冲波形中的每一者相反地配置。

4、本公开的实施例可进一步提供一种处理方法,所述处理方法包含通过使用第一波形发生器在基板支撑组件中设置的偏压电极处建立第一脉冲电压波形,及通过使用第二波形发生器在基板支撑组件上方设置的第一电极的表面处建立第二脉冲电压波形。第一脉冲电压波形包含第一阶段和第二阶段,所述第二阶段具有与第一阶段中的电压电平相比更低的电压电平。第二脉冲电压波形包含第一阶段和第二阶段,所述第二阶段具有与第一阶段中的电压电平相比更高的电压电平。在处理方法期间,第一脉冲电压波形及第二脉冲电压波形是同步的,使得第一脉冲电压波形的第一阶段及第二脉冲电压波形的第一阶段在时间上至少部分重叠,并且第一脉冲电压波形的第二阶段及第二脉冲电压波形的第二阶段在时间上至少部分重叠。

5、本公开的实施例可进一步提供一种处理方法,所述处理方法包括通过使用第一波形发生器在基板支撑组件中设置的偏压电极处建立第一脉冲电压波形,及通过使用rf波形发生器在基板支撑组件上方设置的第一电极处建立rf波形。第一脉冲电压波形可包括第一阶段和第二阶段,所述第二阶段具有与第一阶段中的电压电平相比更低的电压电平。基板支撑组件包含基板支撑表面、偏压电极、及在偏压电极与基板支撑表面之间设置的第一介电层。rf波形可以包括正弦波形,并且第一脉冲电压波形及rf波形是同步的,使得rf波形的谷在第一脉冲电压波形的第一阶段在偏压电极处建立的时间段期间形成,并且rf波形的峰在第一脉冲电压波形的第二阶段在偏压电极处建立的时间段期间形成。

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【技术保护点】

1.一种等离子体处理系统,包含:

2.如权利要求1所述的等离子体处理系统,其中在所述第一多个脉冲电压波形中的所述脉冲波形的所述第一阶段的持续时间及在所述第二多个脉冲电压波形中的所述脉冲波形的所述第一阶段的持续时间基本上相等。

3.如权利要求1所述的等离子体处理系统,其中所述基板支撑组件进一步包含在距所述基板支撑表面的中心及所述第一电极的中心一距离处设置的第二电极。

4.如权利要求3所述的等离子体处理系统,进一步包含耦接到所述第二电极的第二波形发生器,其中所述第二波形发生器被配置为产生在所述第二电极处建立的第三多个脉冲电压波形,并且所述第三多个脉冲电压波形的脉冲电压波形中的每一者包含第一阶段和第二阶段,所述第二阶段具有与所述第一阶段中的电压电平相比更低的电压电平。

5.如权利要求4所述的等离子体处理系统,其中所述计算机实施指令进一步被配置为使所述第一多个脉冲电压波形的所述产生及所述第三多个脉冲电压波形的所述产生同步。

6.如权利要求1所述的等离子体处理系统,进一步包含电气耦接到所述偏压电极、所述第一电极、或第二电极的射频(RF)发生器。

7.如权利要求1所述的等离子体处理系统,其中所述第一电极具有面向所述基板支撑表面的表面,并且所述表面基本上平行于所述基板支撑表面。

8.如权利要求7所述的等离子体处理系统,进一步包含电气耦接到所述第一电极的射频(RF)发生器。

9.如权利要求1所述的等离子体处理系统,其中在所述第一多个脉冲电压波形中的所述脉冲波形中的每一者及在所述第二多个脉冲电压波形中的所述脉冲波形中的每一者相反地配置。

10.一种处理方法,包含以下步骤:

11.如权利要求10所述的处理方法,其中所述第一脉冲电压波形的所述第一阶段的持续时间及所述第二脉冲电压波形的所述第一阶段的持续时间基本上相等。

12.如权利要求10所述的处理方法,进一步包含以下步骤:

13.如权利要求10所述的处理方法,其中

14.如权利要求10所述的处理方法,其中所述第一脉冲电压波形及所述第二脉冲电压波形的频率小于约1MHz。

15.如权利要求10所述的处理方法,其中所述基板支撑组件包含:

16.如权利要求10所述的处理方法,其中在所述第二脉冲电压波形的所述第一阶段中的所述电压电平被配置为从所述第一电极的所述表面产生二次电子。

17.如权利要求16所述的处理方法,其中所述第一电极包含硅。

18.如权利要求17所述的处理方法,其中在所述第二脉冲电压波形的所述第一阶段中的所述电压电平被配置为使得离子轰击所述第一电极的表面,并且产生能获得多达3keV的能量以变得朝向所述基板表面高度定向的二次电子。

19.一种处理方法,包含以下步骤:

20.如权利要求19所述的处理方法,其中所述第一脉冲电压波形及所述RF波形具有小于约1MHz的频率。

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【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

1.一种等离子体处理系统,包含:

2.如权利要求1所述的等离子体处理系统,其中在所述第一多个脉冲电压波形中的所述脉冲波形的所述第一阶段的持续时间及在所述第二多个脉冲电压波形中的所述脉冲波形的所述第一阶段的持续时间基本上相等。

3.如权利要求1所述的等离子体处理系统,其中所述基板支撑组件进一步包含在距所述基板支撑表面的中心及所述第一电极的中心一距离处设置的第二电极。

4.如权利要求3所述的等离子体处理系统,进一步包含耦接到所述第二电极的第二波形发生器,其中所述第二波形发生器被配置为产生在所述第二电极处建立的第三多个脉冲电压波形,并且所述第三多个脉冲电压波形的脉冲电压波形中的每一者包含第一阶段和第二阶段,所述第二阶段具有与所述第一阶段中的电压电平相比更低的电压电平。

5.如权利要求4所述的等离子体处理系统,其中所述计算机实施指令进一步被配置为使所述第一多个脉冲电压波形的所述产生及所述第三多个脉冲电压波形的所述产生同步。

6.如权利要求1所述的等离子体处理系统,进一步包含电气耦接到所述偏压电极、所述第一电极、或第二电极的射频(rf)发生器。

7.如权利要求1所述的等离子体处理系统,其中所述第一电极具有面向所述基板支撑表面的表面,并且所述表面基本上平行于所述基板支撑表面。

8.如权利要求7所述的等离子体处理系统,进一步包含电气耦接到所述第一电极的射频(rf)发生器。

9.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员:崔琳锳J·罗杰斯R·丁德萨K·拉马斯瓦米
申请(专利权)人:应用材料公司
类型:发明
国别省市:

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